地鐵線路道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑積水危害及整治

周富彬

（廣州地鐵設(shè)計研究院有限公司，510010，廣州∥工程師）

1 基坑積水的危害

轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑積水是目前地鐵線路運(yùn)營維護(hù)中存在的突出問題。因地下線路防、排水措施的不完善，時常導(dǎo)致基坑存在大量積水，浸泡轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝裝置、桿件及機(jī)體。對此，如運(yùn)營維護(hù)部門清理不及時，長此以往，將加速轉(zhuǎn)轍設(shè)備部件的腐蝕和老化，縮短設(shè)備使用壽命，極端情況下甚至可能導(dǎo)致電路短路、設(shè)備損壞，致使轉(zhuǎn)轍機(jī)發(fā)生故障。

道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)是地鐵信號系統(tǒng)重要的基礎(chǔ)設(shè)備，一旦發(fā)生故障，將直接導(dǎo)致運(yùn)營組織暫停或中斷，甚至對行車安全造成危害，對地鐵正常運(yùn)營和社會影響巨大。

2 工程實(shí)施現(xiàn)狀

2.1 環(huán)境條件

轉(zhuǎn)轍機(jī)的安裝使用環(huán)境以地下線路為主，也有部分地面及高架線路。地下線路的環(huán)境條件雖然免受地面及高架線路日曬雨淋的惡劣環(huán)境，但也存在著諸多不利條件。地下車站土建防水措施往往不盡如人意，結(jié)構(gòu)及道床滲水往往導(dǎo)致轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑內(nèi)時常會存在積水。再加上站內(nèi)坡度較小（一般不大于2‰）及排水管溝設(shè)計不盡完善，因沖洗隧道造成管溝內(nèi)不溶于水的碳酸鹽及其它雜質(zhì)沉積等因素，導(dǎo)致基坑積水問題越發(fā)嚴(yán)重（如圖1所示）。

圖1 轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑積水現(xiàn)場圖

2.2 工程設(shè)計

目前，地鐵線路中轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑設(shè)計方案主要有如下兩種方式。

2.2.1 基坑與排水溝相連

部分城市地鐵的轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑、動作桿、表示桿及角鋼安裝槽等設(shè)計成與排水溝連接。基坑及槽道深度距軌面350～360mm，而排水溝深度一般距軌面400mm，這樣基坑與排水溝有40～50mm的落差，基坑里的積水就自然流到水溝內(nèi)排出。在地鐵工程開通的初期，一般情況下這種方式有一定的作用，可減少維護(hù)人員的清理工作量。但是，一旦排水溝內(nèi)沉積物增加而致使溝床抬高，或排水量增大，將會導(dǎo)致排水溝內(nèi)的水倒灌進(jìn)基坑內(nèi)，形成積水，危害轉(zhuǎn)轍設(shè)備。

2.2.2 基坑與排水溝不相連

部分城市地鐵的轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑、動作桿、表示桿及角鋼安裝槽等設(shè)計成與排水溝不連接。由于基坑深度距軌面一般在350～400mm，排水溝深度仍然為400mm，雖基坑與排水溝不相連，仍可在一定范圍內(nèi)避免水溝排水倒灌進(jìn)基坑。但是這種方式無法將結(jié)構(gòu)及道床滲水排出。為此，需要運(yùn)營維護(hù)部門定期及時清理，避免積水腐蝕轉(zhuǎn)轍設(shè)備。為了盡可能地減少維護(hù)部門工作量，部分線路的轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑深度稍有加深，可對積水的耐受時間有一定加長。但此方法沒有從根本上解決基坑的排水問題。

3 整治措施

轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑積水問題的根源在于：基坑設(shè)計無法實(shí)現(xiàn)及時、自動地將積水排出，必須通過建立日常維護(hù)制度，周期性地將積水人工排出。這一方面加大運(yùn)營維護(hù)工作量；另一方面，基坑的積水不是規(guī)律性的等量產(chǎn)生，而是根據(jù)地面氣候條件，隧道、車站內(nèi)的相關(guān)沖洗、排水作業(yè)情況的不同，積水的速度和水量會隨著環(huán)境因素的改變而變化，因而比較難控制。

3.1 設(shè)計方案

如何實(shí)現(xiàn)基坑積水整治，應(yīng)該從防水和排水兩方面來研究分析，重點(diǎn)是排水措施方面。目前由于地鐵的環(huán)境條件及土建工程實(shí)施情況，很難面面俱到地做好防水工作，因此只能盡量優(yōu)化排水管線設(shè)計，以及隧道、道床結(jié)構(gòu)采取防水措施。但這些措施往往不盡理想。所以，本文重點(diǎn)從排水措施方面著手，經(jīng)過調(diào)研分析，提出如下幾個實(shí)施起來相對容易的方案。

3.1.1 木塞方案

該方案在部分城市線路有所采用。其原理是：基坑和排水溝局部通過小孔連接，平時用木塞堵住小孔，排水溝內(nèi)的水就不會倒灌入基坑（除非水量過大溢出水溝）；運(yùn)營維護(hù)部門定期維護(hù)時，拔掉木塞，放出基坑積水。此方案旨在減少維護(hù)人員工作量，沒有從根本上解決排水問題，但整合了基坑與排水溝連與不連的優(yōu)點(diǎn)。

3.1.2 止回閥方案

利用止回閥原理，將排水溝設(shè)置于基坑周圍，在基坑底部水平安裝一根DN80的熱鍍鋅鋼管至排水溝內(nèi)，將止回閥安裝于鋼管口。基坑底部與排水溝底部有約40～50mm的落差，這樣在排水溝內(nèi)水位高度小于50mm時，基坑內(nèi)的積水可順著鋼管通過止回閥流入排水溝；當(dāng)排水溝內(nèi)的積水大于50mm時，則止回閥關(guān)閉，防止排水倒灌入基坑。經(jīng)與廠商溝通和研究分析，可以制造適用于地鐵環(huán)境下水平流水的輕型止回閥。如圖2所示。

圖2 止回閥排水方案示意圖

3.1.3 集水井方案

基坑積水的問題關(guān)鍵在于排水。經(jīng)與給排水、軌道、建筑、低壓等專業(yè)討論研究，通過設(shè)置一些配套設(shè)施可有效地解決基坑自動排水問題。主要方案是：在岔區(qū)附近集中設(shè)置小型集水井（部分也可利用車站集水井），附近的轉(zhuǎn)轍機(jī)基坑可通過在道床內(nèi)預(yù)埋熱鍍鋅鋼管至集水井。不管是道床、結(jié)構(gòu)滲水，還是隧道沖洗、排水溝水溢出至基坑，均可有效地通過預(yù)埋的鋼管自然流至集水井內(nèi)。集水井內(nèi)設(shè)置水位探測儀及水泵，一旦達(dá)到預(yù)定水位，將自動啟動水泵排水，積水不會倒灌入基坑。此方案相對于止回閥方案更有效和可靠，但工程實(shí)施涉及面較廣、難度大，工程投資也相對較高（見圖3）。

圖3 集水井排水方案示意圖

3.2 方案對比

木塞方案從工程造價來講，在原設(shè)計方案的基礎(chǔ)上僅增設(shè)了排水小孔和木塞，成本低廉，且工程實(shí)施簡易，但實(shí)現(xiàn)基坑排水的效果稍差一些。

止回閥方案工程造價較低，使用的主要材料價格也較低，工程實(shí)施起來也比較簡易。它僅在原設(shè)計的基礎(chǔ)上增設(shè)鍍鋅鋼管，安裝輕型膠皮止回閥，就能實(shí)現(xiàn)基坑的自動排水，但效果尚待驗(yàn)證。

集水井方案涉及配合的專業(yè)較多，工程實(shí)施需要與相關(guān)專業(yè)進(jìn)行前期配合，預(yù)留工程條件。由于需要土建、軌道專業(yè)設(shè)置集水井，預(yù)埋鍍鋅鋼管，給排水專業(yè)設(shè)置集水泵、水位探測器，低壓配電專業(yè)提供電源，因此相比之下工程造價相對高一些。但對工程整體而言，其造價仍在可接受的范圍。

3個方案對比如表1所示。

表1 方案優(yōu)缺點(diǎn)對比表

4 結(jié)語

本文提出的幾個解決基坑積水的方案，除木塞方案具備工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)外，其余兩個方案尚處在專題研究和工程設(shè)計階段，但不失為能實(shí)現(xiàn)基坑自動排水功能的理想思路。設(shè)計人員可以此為參考，優(yōu)化、設(shè)計出適合工程實(shí)際的解決方案。

［1］TB 10007—2006鐵路信號設(shè)計規(guī)范［S］.

［2］GB 50157—2003地鐵設(shè)計規(guī)范［S］.